JP2011029963A - Receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus.
従来から、携帯電話、無線LAN(Local Area Network)等のように連続的な搬送波を変調して通信する無線通信よりも低消費電力かつ低コストを実現するウルトラワイドバンド(UWB;Ultra Wide Band)無線通信方式が知られている。 Conventionally, ultra-wide band (UWB) that achieves lower power consumption and lower cost than wireless communication that modulates a continuous carrier wave and communicates, such as mobile phones and wireless local area networks (LANs). Wireless communication systems are known.
UWB無線通信は、携帯電話のように連続的な搬送波を使用せずに、インパルス信号を離散的に送受信して通信する無線通信方式である。インパルス信号の周波数スペクトルは広帯域に分布するので、ウルトラワイドバンド・インパルスラジオ(UWB-IR;Ultra Wide Band Impulse Radio)通信と呼ばれて、低消費電力のセンサネットワークシステムに採用可能な無線通信方式として注目を浴びている。 UWB wireless communication is a wireless communication method in which an impulse signal is transmitted and received discretely without using a continuous carrier wave unlike a mobile phone. Since the frequency spectrum of the impulse signal is distributed over a wide band, it is called Ultra Wide Band Impulse Radio (UWB-IR) communication, which is a wireless communication method that can be used in low-power sensor network systems. Has attracted attention.
UWB−IR無線通信方式では、例えばインパルス信号の時間幅が略2ナノ秒で、インパルス信号とインパルス信号との間隔が略30ナノ秒である。その結果、離散的に送信されたインパルス信号の周波数スペクトラムは、広帯域に分布する。そのため、UWB−IR無線通信方式の受信装置は広い周波数帯域での動作が必要とされる。 In the UWB-IR wireless communication system, for example, the time width of the impulse signal is approximately 2 nanoseconds, and the interval between the impulse signal and the impulse signal is approximately 30 nanoseconds. As a result, the frequency spectrum of the impulse signal transmitted discretely is distributed over a wide band. Therefore, a UWB-IR wireless communication system receiver is required to operate in a wide frequency band.
例えば、特許文献1には、インパルス信号を受信する受信装置であって、妨害信号を減衰する低域通過フィルタに能動フィルタを使用し、中遠距離通信にも対応するための可変利得減衰器を採用する受信装置が開示されている。これによれば、増加する消費電力を補償することができる。 For example, Patent Document 1 employs a variable gain attenuator for receiving impulse signals, using an active filter as a low-pass filter for attenuating jamming signals, and supporting medium- and long-distance communications. A receiving apparatus is disclosed. According to this, increasing power consumption can be compensated.
UWB−IR無線通信方式の受信装置は広い周波数帯域での動作が必要とされるため、同じ周波数帯域内の他の方式の電波からの干渉を受けやすい。そのため、UWB−IR無線通信方式の受信装置は、インパルス信号と、他の通信方式の信号とをいずれも検出して、受信してしまうおそれがある。 Since a UWB-IR wireless communication system receiver is required to operate in a wide frequency band, it is susceptible to interference from other types of radio waves in the same frequency band. Therefore, a UWB-IR wireless communication system receiver may detect and receive both the impulse signal and other communication system signals.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a receiving apparatus that can receive only an impulse signal by distinguishing an impulse signal by UWB communication from a signal of another communication method. .
本発明は、UWB通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、受信した前記信号の振幅が第1の値から第2の値へ変化する時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する判定手段と、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に、前記信号を受信しない受信手段と、を有することを特徴とする受信装置である。 The present invention is a receiving device that receives a signal including an impulse signal by UWB communication, and the time when the amplitude of the received signal changes from the first value to the second value is equal to or less than a predetermined time. Determining means for determining that the signal is the impulse signal and determining that the signal is a signal other than the impulse signal when the time is greater than a predetermined time; and Receiving the signal when determining that the signal is the impulse signal, and receiving means not receiving the signal when the determining unit determines that the signal is a signal other than the impulse signal. This is a receiving device.
これにより、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。よって、他の通信方式の信号の干渉を軽減して、UWB通信によるインパルス信号の受信の精度を向上させることができる。 Thereby, the impulse signal by UWB communication and the signal of another communication system can be distinguished, and only an impulse signal can be received. Therefore, interference of signals of other communication methods can be reduced, and the accuracy of receiving impulse signals by UWB communication can be improved.
上記構成において、前記振幅が前記第1の値となる第1の時刻を検知する第1検知手段と、前記振幅が前記第2の値となる第2の時刻を検知する第2検知手段と、を有し、前記判定手段は、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する構成とすることができる。これにより、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。 In the above configuration, a first detection unit that detects a first time when the amplitude becomes the first value, a second detection unit that detects a second time when the amplitude becomes the second value, The determination means determines that the signal is the impulse signal when the time from the first time to the second time is equal to or less than a predetermined time, and the time is predetermined. If the time is longer than the time, the signal can be determined to be a signal other than the impulse signal. Thereby, the impulse signal by UWB communication and the signal of another communication system can be distinguished, and only an impulse signal can be received.
上記構成において、前記第1の値は、前記信号に含まれるノイズの振幅の最大値より大きいことを特徴とする構成とすることができる。これにより、ノイズの受信を防ぐことができる。 In the above configuration, the first value may be larger than the maximum value of the amplitude of noise included in the signal. Thereby, reception of noise can be prevented.
上記構成において、前記判定手段は、前記時間が所定の時間より大きい、又は、前記振幅の最大値が前記第2の値より小さい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する構成とすることができる。これにより、振幅が第2の値より小さい信号をインパルス信号以外の信号と判定することができるため、UWB通信によるインパルス信号の受信の精度をさらに向上させることができる。 In the above configuration, the determination unit determines that the signal is a signal other than the impulse signal when the time is larger than a predetermined time or the maximum value of the amplitude is smaller than the second value. It can be configured. Thereby, since the signal whose amplitude is smaller than the second value can be determined as a signal other than the impulse signal, the accuracy of receiving the impulse signal by the UWB communication can be further improved.
本発明は、UWB通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置であって、受信した前記信号の振幅が第1の値から第2の値へ変化する時間が複数の異なる所定の時間のうちいずれかの時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が前記いずれかの時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する複数の第1判定手段と、前記複数の第1判定手段の出力する結果に基づいて、前記信号が前記インパルス信号であるか否かを判定する第2判定手段と、前記第2判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記第2判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に前記信号を受信しない受信手段と、を有することを特徴とする受信装置である。これにより、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。また、判定に用いる所定の時間を調節することができる。 The present invention is a receiving device that receives a signal including an impulse signal by UWB communication, and the time during which the amplitude of the received signal changes from a first value to a second value is a plurality of different predetermined times. When the time is less than any time, the signal is determined to be the impulse signal, and when the time is greater than any time, the signal is determined to be a signal other than the impulse signal. A plurality of first determination means for outputting results, a second determination means for determining whether the signal is the impulse signal based on the results output by the plurality of first determination means, 2 When the determination means determines that the signal is the impulse signal, the second determination means receives the signal and the second determination means determines that the signal is a signal other than the impulse signal. A receiving apparatus characterized by having a receiving unit does not receive the signal to. Thereby, the impulse signal by UWB communication and the signal of another communication system can be distinguished, and only an impulse signal can be received. Moreover, the predetermined time used for determination can be adjusted.
上記構成において、前記第1検知手段及び前記第2検知手段は、前記振幅を調節する減衰器と、前記減衰器の出力を検波する検波素子と、前記検波素子の出力と所定の値とを比較する比較器と、を有する構成とすることができる。 In the above configuration, the first detection unit and the second detection unit compare the attenuator for adjusting the amplitude, the detection element for detecting the output of the attenuator, and the output of the detection element and a predetermined value. And a comparator.
本構成によれば、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。 According to this configuration, it is possible to distinguish only an impulse signal by UWB communication from a signal of another communication method and receive only the impulse signal.
以下に、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1を参照して、実施例1に係る受信装置100の構成を説明する。図1は受信装置100の構成を示す図である。受信装置100は、UWB通信によるインパルス信号を含む信号を受信する。
With reference to FIG. 1, the configuration of the
図1のように、受信装置100は、アンテナ10、低雑音増幅回路(以下、LNAと記す)14、第1検知部20、第2検知部40、インパルス信号判定部60、及び、受信部70を有する。アンテナ10とLNA14は端子12を介して接続される。LNA14と第1検知部20及び第2検知部40とはそれぞれ端子22及び42を介して接続される。第1検知部20及び第2検知部40とインパルス信号判定部60とはそれぞれ端子32及び52を介して接続される。インパルス信号判定部60と受信部70とは端子66を介して接続される。第1検知部20及び第2検知部40は、それぞれ、固定減衰器(以下、ATTと記す)24及び44、検波素子26及び46、比較器(以下、CMPと記す)30及び50を有する。インパルス信号判定部60は、遅延部62及び判定部64を有する。
As shown in FIG. 1, the
受信装置100の信号の受信時の動作を説明する。受信装置100はアンテナ10により信号を電波として受信して、電気信号に変換する。LNA14は受信した信号を増幅する。増幅された信号は、第1検知部20、第2検知部40及び検波素子11にそれぞれ入力される。
The operation of the receiving
第1検知部20及び第2検知部40において、ATT24及び44は信号の振幅をそれぞれ減衰させる。検波素子26及び46は、減衰された信号をそれぞれ検波する。CMP30及び50は、それぞれ検波された信号の振幅とリファレンス値Refとを比較する。CMP30及び50は、信号の振幅がリファレンス値Refより大きい場合にHigh(以下、Hと記す)となるH信号、信号の振幅がリファレンス値Ref以下である場合にLow(以下、Lと記す)となるL信号を出力する。出力されたH又はL信号である2値信号は、それぞれインパルス信号判定部60に入力される。
In the
インパルス信号判定部60において、遅延部62は第2検知部40が出力した2値信号を時間Δtだけ遅延させる。判定部64は、第1検知部20が出力した2値信号と、第2検知部が出力した2値信号をΔtだけ遅延させた信号とを比較して、受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定して、受信した信号がインパルス信号である場合にH信号、受信した信号がインパルス信号である場合にL信号となる判定信号を出力する。受信部70は、判定信号がHである場合に、検波素子11により検波された信号を受信して、判定信号がLである場合に、検波素子11により検波された信号を受信しない。受信部70は、受信したインパルス信号を増幅して復調を行う。
In the impulse
図2を参照して、受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定する原理を説明する。図2は、受信装置100が受信する信号の例を4つ示す図である。図2において、4つの信号200、202、204及び206の時刻tlにおける振幅がVlとなるように、信号200、202、204及び206を重ねて示している。信号200は時刻thにおいて振幅がVhとなる。振幅Vlは、ノイズの振幅の最大値より大きくなるように設定される。振幅Vhは、Vlより大きく、インパルス信号の振幅の最大値より小さい範囲で設定される。時刻tlから時刻thまでの時間がΔtである。判定部64は、Δtを閾値として用いて、振幅がVlとなる時刻から振幅がVhとなる時刻までの時間がΔt以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定する。振幅がVlとなる時刻から振幅がVhとなる時刻までの時間がΔtより大きい場合、又は、信号の振幅の最大値がVhより小さい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する。
The principle of determining whether or not the received signal is an impulse signal will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating four examples of signals received by the receiving
例えば、信号202は時刻t1において振幅Vhとなる。判定部64は、時刻tlから時刻t1までの時間ΔT1がΔt以下であるため、信号202がインパルス信号であると判定する。信号204は、時刻t2において振幅がVhとなる。判定部64は、時刻tlから時刻t2までの時間ΔT2がΔtより大きいため、信号204がインパルス信号以外の信号であると判定する。信号206は、振幅の最大値がVhより小さい。よって、判定部64は、信号206がインパルス信号以外の信号であると判定する。このように、判定部64は、信号202のように、Δtの間に振幅がVlからVhまで急峻に変化する信号をインパルス信号と判定する。一方、信号204のように、Δtの間に振幅がVlからVhまで緩やかに変化する信号や、信号206のように、振幅の最大値がVhに満たない信号をインパルス信号以外の信号と判定する。例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号は、信号204及び206のように変化する。よって、受信装置100は、UWB通信によるインパルス信号とOFDM方式等の他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。
For example, the
図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)及び図3(e)を参照して、インパルス信号に対する第1検知部20及び第2検知部40の処理を説明する。図3(a)は、図1の端子22及び42におけるインパルス信号の波形を示す図である。図3(a)のように、インパルス信号は、時刻T1に立ち上がり、時刻T6に立ち下がる。振幅がVlとなる時刻はT2及びT5である。振幅がVhとなる時刻はT3及びT4である。
With reference to FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 3C, FIG. 3D, and FIG. 3E, the
図3(b)は、図3(a)のインパルス信号の振幅をATT44により減衰した信号とCMP50のリファレンス値Refとの関係を表す図である。図3(d)はCMP50の出力信号を示す図である。図3(b)のように、リファレンス値Refは、リファレンス値RefとATT44により減衰されたインパルス信号の振幅とが一致する時刻がT2及びT5となるように設定されている。図3(b)の信号を入力とするCMP50の出力は、図3(d)のように時刻T2からT5までHとなる信号となる。
FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the signal obtained by attenuating the amplitude of the impulse signal in FIG. 3A by the
図3(c)は、図3(a)のインパルス信号の振幅をATT24により減衰した信号とCMP30のリファレンス値Refとの関係を表す図である。図3(e)はCMP50の出力信号を示す図である。図3(c)のように、リファレンス値Refは、リファレンス値RefとATT24により減衰されたインパルス信号の振幅とが一致する時刻がT2及びT5となるように設定されている。図3(c)の信号を入力とするCMP30の出力は、図3(e)のように時刻T3からT4までHとなる信号となる。
FIG. 3C is a diagram showing the relationship between the signal obtained by attenuating the amplitude of the impulse signal in FIG. 3A by the
図4を参照して、図1のインパルス信号判定部60の構成の一例を説明する。図4は、図1のインパルス信号判定部60の構成の一例を示す図である。図1に示す構成と同一の構成には同一の符号を付している。遅延部62は、複数段のバッファ150、NANDゲート152及びANDゲート154を有する。判定部64は、ANDゲート156、リセットセットフリップフロップ(以下、RS−FFと記す)158、ディレイフリップフロップ(以下、D−FFと記す)160及び162、並びに、クロック信号発生器163を有する。RS−FF158のS、R、及びQで示す各端子は、それぞれセット信号、リセット信号、及び、出力信号の端子に対応する。RS−FF158は、セット信号がHとなるときからリセット信号がHとなるときまで出力信号をHに維持する機能をもつ。D−FF160及び162のD、Clk及びQで示す各端子は、それぞれ入力信号、クロック信号、及び、出力信号の端子に対応する。D−FF160及び162は、入力信号がHのときにクロック信号がHになると出力信号がHとなり、次のクロック信号がHとなるときまで出力信号をHに維持する機能をもつ。すなわち、D−FF160及び162はそれぞれ入力信号を1クロック分遅延させた信号を出力する機能をもつ。
An example of the configuration of the impulse
図5を参照して、図3(a)のようなインパルス信号を受信した場合のインパルス信号判定部60の動作を説明する。図5はインパルス信号判定部60の動作のタイミング図である。図5に示す各信号は、上から順に、端子52の信号(以下、信号1と記す)、バッファ150の出力信号(以下、信号2と記す)、ANDゲート154の出力信号(以下、信号3と記す)、端子32の信号(以下、信号4と記す)、RS−FF158のセット信号(以下、信号5と記す)、RS−FF158の出力信号(以下、信号6と記す)、クロック信号発生器163の出力するクロック信号(以下、信号7と記す)、端子66の信号(以下、信号8と記す)である。
With reference to FIG. 5, the operation of the impulse
図5を参照して、遅延部62の動作を説明する。信号1は、CMP30の出力信号に対応する。図3(d)で説明したように、信号1は時刻T2からT5までHとなる。信号1はバッファ150に入力される。バッファ150は入力された信号をΔt遅延させるように設定されている。バッファ150の出力信号は、信号2のようになる。信号1と信号2とを入力とするNANDゲートの出力と、信号1と、がANDゲート154に入力される。ANDゲート154の出力は、信号3のように、Δtの区間だけHとなる。信号4は、CMP50の出力信号に対応する。図3(e)で説明したように、信号4は時刻T3からT4までHとなる。
The operation of the
図5を参照して、インパルス信号判定部64の動作を説明する。信号3と信号4とはANDゲート156に入力される。ANDゲート156の出力信号は信号5のようになる。信号5は、RS−FF158のセット信号として入力される。図5より、信号3と信号4とが同時にHとなる場合に、信号5はHとなる。すなわち、時刻T2から時刻T3までの時間ΔT1がΔt以下である場合に、信号5はHとなる。RS−FF158の出力信号は信号6のようになる。信号6は、信号5がHとなるときからリセット信号がHとなるときまで、Hの状態が維持される。信号7はD−FF160及び162に入力されるクロック信号である。信号8はD−FF162の出力信号である。信号8は、D−FF160及び162により、信号6がHになってから2クロックの遅延後にHとなる。信号8はRS−FF158のリセット信号である。よって、信号8がHとなると、信号6はLとなる。信号6がLとなると、信号8はLとなる。
The operation of the impulse
図6を参照して、インパルス信号以外の信号の一例を説明する。図6は、図1の端子22及び42におけるインパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図6のように、インパルス信号以外の信号は、時刻T7に立ち上がり、時刻T12に立ち下がる。振幅がVlとなる時刻はT8及びT11である。振幅がVhとなる時刻はT9及びT10である。
An example of a signal other than the impulse signal will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating waveforms of signals other than the impulse signal at the
図7を参照して、図6のようなインパルス信号以外の信号を受信した場合のインパルス信号判定部60の動作を説明する。図7はインパルス信号判定部60の動作のタイミング図である。図7に示す各信号は、図5と同様であるので、説明を省略する。以下、図5との違いを説明する。
With reference to FIG. 7, the operation of the impulse
図7を参照して、遅延部62の動作を説明する。図7のように、信号1は時刻T8からT11までHとなる。信号1はバッファ150に入力される。バッファ150の出力信号である信号2は、信号1をΔt遅延させた信号である。信号1と信号2とを入力とするNANDゲートの出力と、信号1と、がANDゲート154に入力される。ANDゲート154の出力は、信号3のように、Δtの区間だけHとなる。信号4は時刻T9からT10までHとなる。
The operation of the
図7を参照して、インパルス信号判定部64の動作を説明する。信号3と信号4とはANDゲート156に入力される。ANDゲート156の出力信号は信号5のようになる。信号5は、RS−FF158のセット信号として入力される。図7より、信号3と信号4とは同時にHとならないため、信号5は常時Lとなる。すなわち、時刻T8から時刻T9までの時間ΔT2がΔtより大きい場合に、信号5はLとなる。RS−FF158の出力信号は信号6のようになる。信号5及び6は常時Lであるため、信号8は常時Lとなる。
The operation of the impulse
図8を参照して、図6とは異なるインパルス信号以外の信号の一例を説明する。図8は、図1の端子22及び42におけるインパルス信号以外の信号の波形を示す図である。図8のように、インパルス信号以外の信号の振幅がVlとなる時刻はT13及びT14である。インパルス信号の振幅の最大値はVhより小さい。
With reference to FIG. 8, an example of signals other than the impulse signal different from FIG. 6 will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating waveforms of signals other than the impulse signal at the
図9を参照して、図8のようなインパルス信号以外の信号を受信した場合のインパルス信号判定部60の動作を説明する。図9はインパルス信号判定部60の動作のタイミング図である。図9に示す各信号は、図5及び図7と同様であるので、説明を省略する。以下、図5及び図7との違いを説明する。
With reference to FIG. 9, the operation of the impulse
図8のインパルス信号の振幅の最大値はVhより小さいため、図9のように、信号4は常時Lとなる。信号4が常時Lのため、ANDゲート156の出力信号である信号5は常時Lとなる。したがって、図7と同様に、信号8は常時Lとなる。
Since the maximum value of the amplitude of the impulse signal in FIG. 8 is smaller than Vh, the signal 4 is always L as shown in FIG. Since the signal 4 is always L, the signal 5 that is the output signal of the AND
実施例1において、UWB通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置100のインパルス信号判定部60は、受信した信号の振幅が第1の値Vlから第2の値Vhへ変化する時間が所定の時間Δt以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定して、受信した信号の振幅が第1の値Vlから第2の値Vhへ変化する時間が所定の時間Δtより大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する。受信部70は、インパルス信号判定部60が、信号がインパルス信号であると判定する場合に信号を受信して、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する場合に信号を受信しない。これにより、UWB通信によるインパルス信号とOFDM方式等の他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。よって、他の通信方式の信号の干渉を軽減して、UWB通信によるインパルス信号の受信の精度を向上させることができる。
In the first embodiment, the impulse
実施例1の図5において、第1検知部20は振幅が第1の値Vhとなる第1の時刻T3を検知する例を説明した。第2検知部40は振幅が第2の値Vlとなる第2の時刻T2を検知する例を説明した。インパルス信号判定部60は、第1の時刻T3から第2の時刻T2までの時間が所定の時間Δt以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定する例を説明した。実施例1の図7において、第1検知部20は振幅が第1の値Vhとなる第1の時刻T9を検知する例を説明した。第2検知部40は振幅が第2の値Vlとなる第2の時刻T8を検知する例を説明した。インパルス信号判定部60は、第1の時刻T9から第2の時刻T8までの時間が所定の時間Δtより大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する例を説明した。これにより、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。
In FIG. 5 of the first embodiment, the
実施例1において、第1の値Vlは、信号に含まれるノイズの振幅の最大値より大きいとする例を説明した。これにより、ノイズの受信を防ぐことができる。 In the first embodiment, the example in which the first value Vl is larger than the maximum value of the amplitude of noise included in the signal has been described. Thereby, reception of noise can be prevented.
実施例1の図9において、図8のように信号の振幅の最大値が第2の値Vhより小さい場合に、その信号がインパルス信号以外の信号であると判定する例を説明した。これにより、振幅が第2の値Vhより小さい信号をインパルス信号以外の信号と判定することができるため、UWB通信によるインパルス信号の受信の精度をさらに向上させることができる。 In FIG. 9 of the first embodiment, the example in which the signal is determined to be a signal other than the impulse signal when the maximum value of the signal amplitude is smaller than the second value Vh as illustrated in FIG. Thereby, since the signal whose amplitude is smaller than the second value Vh can be determined as a signal other than the impulse signal, the accuracy of reception of the impulse signal by the UWB communication can be further improved.
実施例2に係る受信装置は、図4に示すインパルス信号判定部60の代わりに、インパルス信号判定部61を有する点が異なる。図10を参照して、インパルス信号判定部61の構成を説明する。図10はインパルス信号判定部61の構成を示す図である。
The receiving apparatus according to the second embodiment is different in that an impulse
図10のように、インパルス信号判定部61は、n個の遅延部と、n個の判定部と、比較部184と、レジスタ186と、を有する。nは2以上の整数であり、Δtに対応する。図10では、1、2及びn番目の遅延部170、174及び178、並びに、判定部190、192及び194を示している。
As illustrated in FIG. 10, the impulse
遅延部170、174及び178は、それぞれ1段、2段、及び、n段のバッファを有する。1段のバッファによる遅延時間をΔtすると、n個の遅延部の各遅延時間は、ΔtからΔt×nまでの離散的に変化した値となる。その他の構成は、図4の遅延部62と同様である。
The
判定部190、192及び194の構成は、図4の判定部64の構成と同様である。判定部190、192及び194は、それぞれ、第1検知部20が出力した信号と、第2検知部40が出力した信号をΔtからΔt×nまでの各値だけ遅延させた信号と、を比較する。判定部190、192及び194は、信号を受信した信号がインパルス信号であるか否かを判定して、受信した信号がインパルス信号である場合にH信号、受信した信号がインパルス信号である場合にL信号となる判定信号をそれぞれ出力する。
The configuration of the
比較部184は、判定部190、192及び194が出力したn個の判定信号に基づく値と、レジスタ186に設定された値と、を比較する。n個の判定信号に基づく値とは、例えば、nビットの値であって、各ビットと各判定信号とが対応する。各判定信号がH又はLの場合に各ビットは1又は0となる。判定部190の判定信号が最上位ビット(MSB;Most Significant Bit)、判定部194の判定信号が最下位ビット(LSB;Least Significant Bit)となるようにする。比較部184は、n個の判定信号に基づく値がレジスタ186に設定された値より大きい場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。図10のような構成にして、レジスタ186に設定された値を調節することにより、第2検知部40が出力した信号の遅延時間を調節することができる。
The
例えば、n=3として、3個の判定信号に基づく値は、3ビットの値であって、各ビットと各判定信号とが対応し、各判定信号がH又はLの場合に各ビットは1又は0となり、判定部190の判定信号がMSB、判定部194の判定信号がLSBであるとする。レジスタ186に設定された値が2進数の110であるとする。この場合、比較部184は、3個の判定信号に基づく値が、2進数の110より大きい111となる場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。すなわち、判定部190、192及び194がいずれもHを出力した場合に、受信した信号がインパルス信号であると判定する。
For example, when n = 3, a value based on three determination signals is a 3-bit value, each bit corresponds to each determination signal, and each determination signal is H or L, each bit is 1 Alternatively, it is assumed that the determination signal of the
実施例2において、UWB通信によるインパルス信号を含む信号を受信する受信装置の判定部190、192及び194は、受信した信号の振幅が第1の値Vlから第2の値Vhへ変化する時間が、複数の遅延部170、174及び178により設定される複数の異なる所定の時間ΔtからΔt×nのうちいずれかの時間以下である場合に、信号がインパルス信号であると判定して、信号の振幅が第1の値Vlから第2の値Vhへ変化する時間がいずれかの時間より大きい場合に、信号がインパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する。比較部184は、判定部190、192及び194の出力する結果に基づいて、信号がインパルス信号であるか否かを判定する。受信部70は、比較部184が、信号がインパルス信号であると判定する場合に信号を受信して、信号がインパルス信号以外の信号であると判定する場合に信号を受信しない。これにより、UWB通信によるインパルス信号と他の通信方式の信号とを区別して、インパルス信号のみを受信することができる。レジスタ186に設定された値を調節することにより、第2検知部40が出力した信号の遅延時間を調節することができる。
In the second embodiment, the
実施例1及び2において、第1検知部20及び第2検知部40は、ATT24及び44と、検波素子26及び46と、CMP30及び50と、を有する例を説明した。図11、図12、図13及び図14を参照して、第1検知部20及び第2検知部40の構成のその他の例を説明する。図11、図12、図13及び図14は、第1検知部20及び第2検知部40の構成のその他の例を示す図である。図11のように、第1検知手段80及び第2検知手段84は、ATT24及び44の代わりに、可変減衰器82及び86を用いている。可変減衰器82及び86の調節により、信号の減衰量を調節することができる。よって、振幅Vh、Vlとなる時刻を調節することができる。図12のように、第1検知手段90及び第2検知手段94は、ATT24及び44の代わりに、増幅器(以下、AMPと記す)92及び96を用いている。AMP92及び96のゲインの調節により、信号のゲインを調節することができる。よって、振幅Vh、Vlとなる時刻を調節することができる。図13のように、第1検知手段110及び第2検知手段116は、ATT24及び44と検波素子26及び46との代わりに、CMP112及び118とワンショットパルス発生器114及び120とを用いている。CMP112及び118のリファレンス値を変えることにより、振幅Vh、Vlを調節して、振幅Vh、Vlとなる時刻を調節することができる。ワンショットパルス発生器114及び120並びにCMP30及び50により、インパルス信号よりも信号を延長して、インパルス信号判定部60の動作を確実にすることができる。図14のように、第1検知手段130及び第2検知手段138は、検波素子26及び46の閾値電圧を調節するためのバイアス136及び146を有している。検波素子26及び46のバイアス電流の大きさを変えることにより、振幅Vh、Vlを調節して、振幅Vh、Vlとなる時刻を調節することができる。検波素子11、26及び46として、トンネルダイオード、ショットキーダイオード等を用いてもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the
実施例1及び2において、RS−FF158の出力信号をD−FF160及び162を用いて遅延させる構成の例を説明した。D−FF160及び162を用いる代わりに、図15のように、遅延回路(以下、Delayと記す)166を用いてもよい。図15は、図4のインパルス信号判定部60の構成のその他の例である。図15において、Delay166以外の構成は図4と同様である。
In the first and second embodiments, the example of the configuration in which the output signal of the RS-
実施例1及び2で説明した振幅Vh、Vlは、それぞれ例えば約100mV、約20mVである。時間Δtは例えば約1nsである。 The amplitudes Vh and Vl described in the first and second embodiments are, for example, about 100 mV and about 20 mV, respectively. The time Δt is about 1 ns, for example.
実施例1及び2の受信装置を用いて、送受信装置、UWBセンサからのインパルス信号を検知することにより位置を検知する位置検知装置、UWBセンサを用いたUWBセンサネットワークシステム等を構成してもよい。 The receiving apparatus of the first and second embodiments may be used to configure a transmitting / receiving apparatus, a position detecting apparatus that detects a position by detecting an impulse signal from a UWB sensor, a UWB sensor network system that uses a UWB sensor, and the like. .
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible.
20 第1検知部
24 ATT
26 検波素子
30 比較器
40 第2検知部
44 ATT
46 検波素子
50 比較器
60 インパルス信号判定部
62 遅延部
64 判定部
70 受信部
100 受信装置
20
26
46
Claims (6)
受信した前記信号の振幅が第1の値から第2の値へ変化する時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定する判定手段と、
前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に、前記信号を受信しない受信手段と、
を有することを特徴とする受信装置。 A receiving device for receiving a signal including an impulse signal by UWB communication,
When the time when the amplitude of the received signal changes from the first value to the second value is less than or equal to a predetermined time, it is determined that the signal is the impulse signal, and the time is less than the predetermined time. A determination means for determining that the signal is a signal other than the impulse signal when the signal is large;
The signal is received when the determination means determines that the signal is the impulse signal, and the signal is received when the determination means determines that the signal is a signal other than the impulse signal. Not receiving means,
A receiving apparatus comprising:
前記振幅が前記第2の値となる第2の時刻を検知する第2検知手段と、
を有し、前記判定手段は、前記第1の時刻から前記第2の時刻までの時間が所定の時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が所定の時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定することを特徴とする請求項1記載の受信装置。 First detection means for detecting a first time at which the amplitude becomes the first value;
Second detection means for detecting a second time at which the amplitude becomes the second value;
The determination means determines that the signal is the impulse signal when the time from the first time to the second time is equal to or less than a predetermined time, and the time is predetermined. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the signal is determined to be a signal other than the impulse signal when the time is longer than a predetermined time.
受信した前記信号の振幅が第1の値から第2の値へ変化する時間が複数の異なる所定の時間のうちいずれかの時間以下である場合に、前記信号が前記インパルス信号であると判定して、前記時間が前記いずれかの時間より大きい場合に、前記信号が前記インパルス信号以外の信号であると判定した結果をそれぞれ出力する複数の第1判定手段と、
前記複数の第1判定手段の出力する結果に基づいて、前記信号が前記インパルス信号であるか否かを判定する第2判定手段と、
前記第2判定手段が前記信号は前記インパルス信号であると判定する場合に、前記信号を受信して、前記第2判定手段が前記信号は前記インパルス信号以外の信号であると判定する場合に前記信号を受信しない受信手段と、
を有することを特徴とする受信装置。 A receiving device for receiving a signal including an impulse signal by UWB communication,
When the time when the amplitude of the received signal changes from the first value to the second value is equal to or less than one of a plurality of different predetermined times, the signal is determined to be the impulse signal. A plurality of first determination means for outputting a result of determining that the signal is a signal other than the impulse signal when the time is larger than any of the times;
Second determination means for determining whether or not the signal is the impulse signal based on results output from the plurality of first determination means;
When the second determination means determines that the signal is the impulse signal, the second determination means receives the signal, and when the second determination means determines that the signal is a signal other than the impulse signal, A receiving means that does not receive a signal;
A receiving apparatus comprising:
前記振幅を調節する減衰器と、
前記減衰器の出力を検波する検波素子と、
前記検波素子の出力と所定の値とを比較する比較器と、
を有することを特徴とする請求項1から5のうちいずれか一項記載の受信装置。
The first detection means and the second detection means are:
An attenuator for adjusting the amplitude;
A detector for detecting the output of the attenuator;
A comparator that compares the output of the detector element with a predetermined value;
The receiving apparatus according to claim 1, further comprising:
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